（山東專用）2020版高考物理一輪復習 第10章 恒定電流課件.ppt

第10章 恒定電流,考點29 電功 電功率,考點28 電路基本概念和規(guī)律,考點30 閉合電路歐姆定律,考點28 電路基本概念和規(guī)律,必備知識 全面把握 核心方法 重點突破 方法1關于歐姆定律的計算應注意的幾個問題 方法2電路的簡化方法 方法3電路故障分析 考法例析 成就能力 考法1對歐姆定律、電阻定律的考查 考法2導體的伏安特性曲線 考法3有關電路中允許通過的最大電流的問題 考法4串、并聯(lián)電路中各物理量的計算,必備知識全面把握,1電流 (1)定義：導體中的自由電荷發(fā)生 形成電流 (2)形成電流的條件 有能 的電荷；兩端存在 (3)電流的大小簡稱電流，等于單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷量單位：安培(A) 定義式：I ，適用于任何電荷的定向移動形成的電流 對于金屬導體有InqvS(n為單位體積內(nèi)的自由電子個數(shù)，S為導線的橫截面積，v為自由電子的定向移動速率)，這個公式只適用于 ，不可到處套用 (4)電流的方向 規(guī)定 定向移動的方向為電流的方向 電流的方向不隨時間改變的電流為 ，電流的方向和大小都不隨時間變化的電流為 ,定向移動,金屬導體,正電荷,2電阻定律 (1)導體對電流的阻礙作用稱為電阻，定義式為R ，國際單位制單位： (2)電阻定律：導體的電阻R跟它的長度l成正比，跟它的橫截面積S成反比公式為R . 是反映材料電阻特性的物理量，叫材料的電阻率(反映該材料的性質(zhì)，不是每根具體的導線的性質(zhì))單位是m. 純金屬的電阻率小，合金的電阻率大 材料的電阻率與溫度有關： a金屬的電阻率隨溫度的升高而 ，鉑較明顯，可用于做溫度計；錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度而變，可用于做標準電阻 b半導體的電阻率隨溫度變化 c當溫度接近0 K時，有些材料的電阻率會突然減小到零，這種現(xiàn)象叫 能夠發(fā)生超導現(xiàn)象的材料叫超導體材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢顟B(tài)的溫度叫該材料的轉(zhuǎn)變溫度(TC),歐姆(),增大,超導現(xiàn)象,3串聯(lián)電路和并聯(lián)電路,4歐姆定律 (1)歐姆定律 導體中的電流I跟導體兩端的電壓U成正比，跟導體的電阻R成反比，即I U/R . (2)導體的伏安特性曲線 在IU圖像中電阻阻值用 表示，此時 越大，電阻越 在UI圖像中電阻阻值用 直接表示， 越大，電阻越 ,核心方法重點突破,方法1關于歐姆定律的計算應注意的幾個問題 山東威海2018模擬一根長為L、橫截面積為S的金屬棒，其電阻率為.棒內(nèi)單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，在棒兩端加上恒定電壓U時，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，則自由電子定向移動的速率為(),例1,【解析】 【答案】A,例1,方法2電路的簡化方法 由5個1 電阻連成的如圖所示的電路，導線的電阻不計，則A、B間的等效電阻為_.,例2,【解析】 按從A到B的順序把5個電阻標記為R1、R2、R3、R4、R5，其節(jié)點標示如圖甲所示由于R2、R3間節(jié)點和A點是用導線相連，這兩點是等勢點，故兩節(jié)點可用同一個數(shù)字1標出，當電流從A端流入時可以同時流向電阻R1、R2、R3，從電阻R1和電阻R2流出的電流匯合于2點，到達R4和R5間的節(jié)點，故R4和R5間的節(jié)點也用2標出，R3、R4間的節(jié)點和B點間是導線相連，也是等勢點，故均用3標出，電流從電阻R4和電阻R5經(jīng)節(jié)點3流出，而流向電阻R3的電流則直接經(jīng)節(jié)點3流出，簡化后其等效電路如圖乙所示故A、B間的總電阻為0.5 . 【答案】0.5,例2,甲,乙,方法3電路故障分析 四川宜賓一中2017訓練如圖所示電路中，a、d間接電源，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測得各部分的電壓分別為UadU，Uab0，UbcU，Ucd0，已知電源電壓為U，則產(chǎn)生的故障原因可能是(只有一處斷路)() A燈泡L1斷路 B燈泡L2斷路 C變阻器斷路 D電源斷路,例3,【解析】 若燈泡L1斷路，電路中沒有電流，則Udc0，Ubc0，UabU，與題意不符，故A錯誤；若燈泡L2斷路，電路中沒有電流，則Uab0，Ubc0，UdcU，與題意不符，故B錯誤；若變阻器R斷路，電路中沒有電流，Uab0，Udc0，UbcU，與題意相符，故C正確；若電源短路，則UadUbc0，與題意不符，故D錯誤 【答案】C,例3,考法例析成就能力,考法1對歐姆定律、電阻定律的考查 江蘇啟東2018模擬(多選)一根粗細均勻的金屬導線，在其兩端加上電壓U0時，通過導線的電流為I0，導線中自由電子定向移動的平均速率為v，若將導線均勻拉長，使它的橫截面半徑變?yōu)樵瓉淼囊话?，再給它兩端加上電壓2U0，則(),例1,【解析】 【答案】AD,例1,考法2導體的伏安特性曲線 廣東澄海中學2018檢測(多選)在如圖甲所示的電路中，L1、L2、L3為三個相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示當開關S閉合后，電路中的總電流為0.25 A，則此時() AL1上的電壓為L2上電壓的2倍 BL1消耗的電功率為0.75 W CL2的電阻約為12 DL1、L2消耗的電功率的比值大于4,例2,【解析】 【答案】BD,例2,考法3有關電路中允許通過的最大電流的問題 甲、乙兩個同種材料制成的保險絲，直徑分別是d10.5 mm和d21 mm，熔斷電流分別為2 A和6 A把以上兩根保險絲各取等長一段并聯(lián)后再接入電路中，允許通過的最大電流是() A6.0 AB7.5 A C8.0 A D10.0 A,例3,【解析】 【答案】B,例3,考法4串、并聯(lián)電路中各物理量的計算 山東棗莊2017期中(多選)如圖所示，甲、乙兩個電路都是由一個靈敏電流表G和一個變阻器R組成的，下列說法正確的是() A甲電路相當于電流表，R增大時量程增大 B甲電路相當于電流表，R增大時量程減小 C乙電路相當于電壓表，R增大時量程增大 D乙電路相當于電壓表，R增大時量程減小,例4,【解析】 【答案】BC,例4,考法5電路故障分析問題 如圖所示的電路中，電源的電動勢為6 V，當開關S閉合后，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測得各部分的電壓分別為Uab6 V，Uad0 V，Ucd6 V，由此可斷定() AL1和L2的燈絲都燒斷了 BL1的燈絲燒斷了 CL2的燈絲燒斷了 D變阻器R斷路,例4,【解析】 由Uab6 V可知電源完好，燈泡都不亮，說明電路中出現(xiàn)斷路故障，由Ucd6 V可知，燈泡L1與變阻器R完好，斷路故障出現(xiàn)在c、d之間，故燈泡L2斷路，選項C正確 【答案】C,例4,考點29電功電功率,必備知識 全面把握 核心方法 重點突破 方法4純電阻電路中電功、電功率的計算 方法5非純電阻電路中電功、電功率的計算 方法6閉合電路的能量轉(zhuǎn)化 考法例析 成就能力 考法6有關電功與電功率的圖像 考法7一般電路中的電功率問題 考法8額定功率和實際功率的計算,必備知識全面把握,1電功 (1)定義：電流在一段電路中所做的功等于這段電路兩端的 、電路中的 、通電 三者的乘積 公式為W ，單位： 電流在一段電路中所做的功，跟這段電路兩端電壓、電路中的電流和通電時間成正比 (2)物理意義：電流做功的過程，實際上是把 轉(zhuǎn)化為 的過程 電流通過純電阻(電熱器、電爐等)電路做功，把電能轉(zhuǎn)化為 電流通過電解液做功，把電能轉(zhuǎn)化為 電流通過電動機做功，把電能一部分轉(zhuǎn)化為 ，一部分轉(zhuǎn)化為 ,內(nèi)能,化學能,2電功率 (1)定義：單位時間內(nèi)電流所做的功叫電功率，用P表示電功率，則P ，單位： (2)物理意義：電功率表示電流做功的 (3)額定電壓：用電器正常工作時的電壓為額定電壓如日常家用電器的額定電壓均為220 V. (4)額定功率：用電器在額定電壓下工作時的電功率如照明燈泡上標有“220 V60 W”，60 W即為額定功率額定功率是根據(jù)用電器自身結構而決定的,快慢,3焦耳定律 (1)定義：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟 成正比，跟導體的 及通電時間成正比即Q ，單位：焦耳(J) (2)純電阻電路和非純電阻電路中的功率 如果一段電路中只含有純電阻元件(例如 等)稱之為純電阻電路，它有兩大基本特點： 如果電路中除了含有純電阻元件外，還包括 等能夠把電能轉(zhuǎn)化為除內(nèi)能外其他形式能的用電器，這種電路稱為非純電阻電路，其特點： a不遵循歐姆定律，在非純電阻電路中UIR，其中U為非純電阻用電器兩端電壓，R為該用電器 的電阻； b電流通過電路時，電流做功消耗的電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還要轉(zhuǎn)化成其他形式的能，如機 械能、化學能等，即WE其他Q，PP熱P其他,電爐、電熨斗、電飯鍋、電烙鐵,電動機、電解槽,(3)電路中功率的分配關系：,核心方法重點突破,方法4純電阻電路中電功、電功率的計算 北京西城區(qū)2018模擬額定電壓都是110 V，額定功率分別為PA100 W、PB40 W的燈泡兩盞，若接在電壓為220 V的電路上，使兩盞燈泡均能正常發(fā)光，且消耗功率最小的電路是(),例1,【解析】,例1,【答案】C,例1,方法5非純電阻電路中電功、電功率的計算 四川成都七中2019屆模擬如圖所示，電源電動勢E8 V，內(nèi)電阻為r0.5 ，標有“3 V3 W”的燈泡L與電動機M串聯(lián)接在電源上，燈泡剛好正常發(fā)光，電動機剛好正常工作，電動機的線圈電阻R01.5 ，下列說法正確的是() A通過電動機的電流為1.6 A B電動機的效率是62.5% C電動機的輸入功率為1.5 W D電動機的輸出功率為3 W,例2,【解析】 【答案】D,例2,方法6閉合電路的能量轉(zhuǎn)化 浙江2017選考模擬如圖所示是利用電動機提升重物的示意圖，其中D是直流電動機P是一個質(zhì)量為m的重物，它用細繩拴在電動機的軸上閉合開關S，重物P以速度v勻速上升，這時電流表和電壓表的示數(shù)分別是I5 A和U110 V，重物P上升的速度v0.70 m/s.已知該裝置機械部分的機械效率為70%，重物的質(zhì)量m45 kg，重力加速度g10 m/s2.下列說法正確的是() A電動機消耗的電功率為550 W B細繩對重物做功的機械功率為325 W C電動機輸出的功率為400 W D電動機線圈的電阻為5 ,例3,【解析】 【答案】A,例3,考法例析成就能力,考法6有關電功與電功率的圖像 山西太原五中2017月考家庭電路中接入一臺電風扇，其額定電壓為220 V，在其正常工作過程中，測得某一段時間內(nèi)的工作電流I隨時間t的變化情況如圖所示這段時間內(nèi)電風扇的用電量為多少度？,例1,【解析】 電壓為220 V，用電量為WUI1t1UI2t2UI3t32.75102 kWh. 【答案】2.75102度,例1,考法7電功、電熱及電功率問題 (多選)下表列出了某品牌電動自行車及所用電動機的主要技術參數(shù)，不計其自身機械損耗若該車在額定狀態(tài)下以最大運行速度行駛，則() A電動機的輸入功率為576 W B電動機的內(nèi)阻為4 C該車獲得的牽引力為1104 N D該車受到的阻力為63 N,例2,【解析】 【答案】AD,例2,考法8額定功率和實際功率的計算 湖南長郡中學2018月考某同學設計了一個轉(zhuǎn)向燈電路如圖所示，其中L為指示燈，L1、L2分別為左、右轉(zhuǎn)向燈，S為單刀雙擲開關，E為電源，規(guī)格已在圖中標出當S置于位置2時，以下判斷正確的是() AL的功率小于額定功率 BL1正常發(fā)光，其功率等于額定功率 CL2正常發(fā)光，其功率等于額定功率 D含L支路的總功率較另一支路的大,例3,【解析】 因L與L1串聯(lián)后接在電源兩端，而兩燈的額定電壓均為6 V，故L、L1兩燈功率一定小于額定功率，L1不能正常發(fā)光，故A正確，B錯誤；因電源電壓為6 V，且電源有內(nèi)電阻，故電源的輸出電壓一定小于6 V，L2的功率要小于額定功率，故C錯誤；因兩并聯(lián)支路兩端電壓相等，由P 可知，含L支路的電阻要大，故其功率比另一支路要小，故D錯誤 【答案】A,例3,考點30閉合電路歐姆定律,必備知識 全面把握 核心方法 重點突破 方法7 閉合電路歐姆定律的實際應用 方法8 電源的UI圖像 方法9 電源輸出功率隨外電路電阻的變化關系 方法10電路的動態(tài)分析 方法例析 成就能力 考法9 含容電路的分析方法 考法10 動態(tài)電路的分析方法,必備知識全面把握,1電動勢 (1)電源 電源是通過 做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為 的裝置 電源的作用：保持兩極間有一定電壓，供給電路電能 (2)電動勢 電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領大小的物理量電源電動勢反映電源的一種特性，它在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)部從負極移送到正極所做的功也等于電源沒有接入外電路時兩極間電壓用符號E表示單位：伏特(V) 電動勢由 決定，與外電路無關不同類型的電源電動勢不同，同種類型不同型號的電源電動勢相同 電源的內(nèi)部也是由導體組成的，所以也有電阻，這個電阻叫電源的內(nèi)阻 電源的電動勢等于 之和，EU外U內(nèi)，U外為外電路電壓又稱路端電壓，U內(nèi)為電源內(nèi)電路電壓,電源自身,內(nèi)、外電路電勢降落,2閉合電路歐姆定律 (1)內(nèi)容：閉合電路的電流，跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比 (2)公式：I . 式中：若電源是幾個電池組成的電池組，E應為整個電池組的總電動勢，r為總內(nèi)阻，R為外電路總電阻，I為電路總電流 (3)閉合電路歐姆定律的幾種表示形式 電流形式：I .說明了決定電路中電流的因素：電流與電源電動勢成正比，與電路總電阻成反比 電壓形式：E ，E ，E .表明電源電動勢在數(shù)值上等于內(nèi)、外電壓之和,3路端電壓 (1)路端電壓U與干路中電流I的關系 由于E ，U內(nèi) ， 故U . (2)閉合電路的UI特性曲線 因為UEIr，故U隨I的增大而減小，它們的關系曲線如圖所示 直線的斜率的絕對值表示 ，縱軸的截距為 ，橫軸的截距為 U隨I變化的本質(zhì)原因是 圖線上每一點的橫、縱坐標的乘積為 (3)閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化 從功率角度討論能量轉(zhuǎn)化更有實際價值,電源有內(nèi)阻,電源的輸出功率,核心方法重點突破,方法7閉合電路歐姆定律的實際應用 如圖所示，R16 ，R23 ，R38 ，R56 .若電路消耗的總功率為P總30 W，電源輸出功率為P出28.4 W，電源內(nèi)阻r0.4 ，求： (1)A、B間的電壓UAB； (2)電源電動勢,例1,【解析】 【答案】(1)8 V(2)15 V,例1,方法8電源的UI 圖像 (多選)如圖所示，直線、分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線，曲線是一個小燈泡的UI曲線，曲線與直線、相交點的坐標分別為P(5.2 A，3.5 V)、Q(6 A，5 V)如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接，則下列說法正確的是() A電源1與電源2的內(nèi)阻之比是32 B電源1與電源2的電動勢之比是11 C在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是12 D在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是710,例2,【解析】 【答案】AB,例2,方法9電源輸出功率隨外電路電阻的變化關系 (多選)直流電路如圖所示，在滑動變阻器的滑片P向右移動時，電源的() A總功率一定減小 B效率一定增大 C內(nèi)部損耗功率一定減小 D輸出功率一定先增大后減小,例3,【解析】 【答案】ABC,例3,方法10電路的動態(tài)分析 遼寧大連二十四中2018模擬(多選)如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，不計電壓表和電流表內(nèi)阻對電路的影響，當開關閉合后，兩小燈泡均能發(fā)光在將滑動變阻器的滑片逐漸向右滑動的過程中，下列說法正確的是() A小燈泡L1、L2均變暗 B小燈泡L1變亮，小燈泡L2變暗 C電流表A的讀數(shù)變小，電壓表V的讀數(shù)變大 D電流表A的讀數(shù)變大，電壓表V的讀數(shù)變小,例4,【解析】 將滑動變阻器的滑片逐漸向右滑動的過程中，變阻器接入電路的電阻增大，并聯(lián)部分的電阻增大，外電路總電阻增大，則干路電流減小，故L2變暗，電流表讀數(shù)變小電源的內(nèi)電壓減小，則路端電壓增大，電壓表讀數(shù)變大根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點可知，并聯(lián)部分電壓增大，則L1變亮，故B、C正確 【答案】BC,例4,考法例析成就能力,考法8含容電路的分析方法 百校聯(lián)盟2018模擬(多選)如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不能忽略，R1、R2、R3均是可變電阻，將S1、S2都閉合，下列說法正確的是() A只將R1阻值調(diào)大，C1、C2的帶電荷量都增大 B只將R2或R3的阻值調(diào)大，C1的帶電荷量減小 C只斷開開關S2，C1、C2的帶電荷量都增大 D只斷開開關S1，C1、C2的帶電荷量均不變,例1,【解析】 只將R1阻值調(diào)大，外電路總電阻增大，總電流減小，路端電壓增大，流過R2、R3的電流增大，所以電容器C1、C2兩端電壓增大，所以C1、C2的帶電荷量都增大，故A正確；只將R2或R3的阻值調(diào)大，外電路總電阻增大，總電流減小，路端電壓增大，電容器C1兩端電壓增大，所以C1的帶電荷量增大，故B錯誤；只斷開開關S2，外電路總電阻增大，總電流減小，路端電壓增大，電容器C1、C2兩端電壓均為路端電壓，比開關都閉合時增大，所以C1、C2的帶電荷量都增大，故C正確；只斷開開關S1，C1、C2放電，帶電荷量將減小，故D錯誤 【答案】AC,例1,考法10動態(tài)電路的分析方法 上海物理201418，4分(多選)如圖，電路中定值電阻的阻值R0大于電源內(nèi)阻r.閉合開關，將滑動變阻器的滑片向下滑動，理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別為U1、U2、U3，理想電流表A示數(shù)變化量的絕對值為I，則() AA的示數(shù)增大 BV2的示數(shù)增大 CU3與I的比值大于r DU1大于U2,例2,【解析】 【答案】ACD,例2,謝謝觀賞,